铜合金盘式梯形磁电机螺纹接头淡水发生器的制作方法

本发明属于海水淡化专用发生器，具体涉及反渗透海水淡化系统中增设压力交换提升机泵的铜合金盘式梯形磁电机螺纹接头淡水发生器。

背景技术：

随着科技进步，人口日益增多，人们向海洋开发的愿望也日趋强烈，海水淡化处理日趋普及，海水淡化的能耗成本受到特别关注。早期海水淡化采用蒸馏法，如多级闪蒸技术，能耗在9.0kWh／m3，通常只建在能量价格很低的地区，如中东石油国，或有废热可利用的地区。20世纪70年代反渗透海水淡化技术投入应用，经过不断改进。从80年代初以前建成的多数反渗透海水淡化系统的过程能耗6.0kWh／m3，其最主要的改进是将处理后的高压盐水管的能量有效回收利用。

经反渗透海水淡化技术所获得的淡水纯度取决于渗透膜的致密度，致密度越高则获得的淡水纯度也越高，同时要求将参与渗透的海水提高到更高的压力。因此，能量回收效率成了降低海水淡化成本的关键。当今世界在海水淡化领域液体能量回收利用的压力交换器主要存在着一系列的机械运动件和电器切换机构，维修率较高最终影响生产成本。如：中国专利授权公告号 CN 101041484 B 带能量回收的反渗透海水淡化装置；中国专利授权公告号 CN 100341609 C 反渗透海水淡化能量回收装置多道压力切换器等。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种海岛淡水发生器，配备有螺纹压力交换提升机泵，可使压力交换效率提高，系统结构更加紧凑，还省却了切换阀门等控制元件，最终达到大幅度减少投资和日常管理维护费用。采用以下技术方案：

铜合金盘式梯形磁电机螺纹接头淡水发生器，包括海水预处理池、低压吸管、低压提升泵、补水吸管、高压补充泵、管路三通、反渗透膜以及螺纹压力交换提升机泵，反渗透膜两侧分别为膜进水腔和膜出水腔，螺纹压力交换提升机泵上有增压内螺纹接头、卸压螺纹接头、低压螺纹接头和蓄压螺纹接头，蓄压螺纹接头与膜进水腔之间由膜回流管连接，膜出水腔连接着淡化水出管，膜进水腔与管路三通右口之间由高压海水进管连接，增压内螺纹接头与管路三通下口之间由转换高压管连接，补充高压管两端分别与管路三通左口以及水平螺纹恒向流器出口密闭连接，高压补充泵串联在补充高压管上；低压管路两端分别与低压螺纹接头以及垂直螺纹恒向流器出口密闭连接，低压提升泵串联在低压管路上，卸压螺纹接头连接着排泄管路；作为改进：

所述的增压内螺纹接头与转换高压管下端头外螺纹密封连接固定，所述的低压提升泵进口与所述的低压吸管之间串联有垂直螺纹恒向流器，所述的高压补充泵进口与所述的补水吸管之间串联有水平螺纹恒向流器，所述的螺纹压力交换提升机泵由压力提升螺纹泵部分和螺纹压力交换机部分所组成，压力提升螺纹泵由盘式梯形磁电机驱动；

所述的螺纹压力交换机部分包括交换器转子、交换器外筒以及预处理水端盖和截留水端盖，交换器转子上有转子两端面和转子外圆，转子外圆与交换器外筒内圆之间为可旋转滑动配合，交换器转子上有圆周环状布置的压力交换通道A-M以及转子中心通孔；

所述的压力提升螺纹泵部分包括内螺纹增压泵体和增压泵叶轮，且与所述的盘式梯形磁电机组成一体，内螺纹增压泵体内腔上有蜗壳出口凸台，蜗壳出口凸台上有所述的增压内螺纹接头，内螺纹增压泵体前端面分别有增压泵吸口和整体固定螺孔，增压法兰盘上有通孔与整体固定螺孔相对应，紧固螺钉穿越增压法兰盘上的通孔与整体固定螺孔配合，将所述的增压中心排孔对准增压泵吸口；

电机前盖板固定在电机固定螺孔上，电机前盖板上固定有前盖空心轴，前盖空心轴上有空心轴台阶孔和外轴承支撑圆，空心轴台阶孔与转轴外伸段之间有机封组件；

增压泵叶轮上有叶轮轴承毂，前盖空心轴穿越电机轴伸入孔位于内螺纹增压泵体蜗壳内，外轴承支撑圆上配合有无内圈轴承，无内圈轴承支撑着叶轮轴承毂，转轴外伸段穿越空心轴台阶孔，转轴外伸段将扭矩传递给增压泵叶轮；

所述的外轴承支撑圆表面有一层厚度为0.62-0.64毫米的铜合金硬质耐磨涂层；铜合金硬质耐磨涂层的材料由如下重量百分比的元素组成：Cu: 13-15%、Mo: 3.7-3.9%、W:3.2-3.4%、Ti:2.6-2.8%、Cr: 2.5-2.7%、Nb: 2.4-2.6%、C:1.1-1.3%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：P少于0.08%、Sn少于0.07%、 Si少于0.21%、 Mn少于0.028%、 S少于0.012%、 P少于0.017%；铜合金硬质耐磨涂层的材料主要性能参数为：洛氏硬度HRC值为59-61；

所述的无内圈轴承整体材质为氮化硅陶瓷，以Si₃N₄ (四氮化三硅)为基料，配以矿化剂MgO(氧化镁)、BaCO₃(碳酸钡)及结合粘土组成，并且其各组分的重量百分比含量为Si₃N₄:93.4-93.6%； MgO:2.67-2.69%； BaCO₃:2.71-2.73%；其余为结合粘土。

作为进一步改进：所述的盘式梯形磁电机包括电机外壳、电机前盖板、电机后盖板、电机转轴、电机转子以及前定子和后定子，电机前盖板和电机后盖板分别固定连接在电机外壳前后两端面上，电机前盖板里侧和电机后盖板里侧均固定有隔磁铝板，电机前盖板上的隔磁铝板里侧固定有前定子，电机后盖板上的隔磁铝板里侧固定有后定子，电机转子固定在电机转轴上，电机转子位于前定子与后定子之间且两侧都有气隙，电机转轴通过前轴承和后轴承分别支撑在电机前盖板和电机后盖板上；

前定子和后定子均由定子铁心和电枢绕组所组成，电机转子由转子铁心和永磁体所组成，所述永磁体安装在相邻转子铁心之间，所述永磁体沿圆周方向均匀插装在转子支架内；转子铁心和永磁体的径向外侧设置有转子外毂，转子外毂起到紧固转子铁心和永磁体的作用，转子外毂外表面上设置有圆光栅片，电机外壳的机壳内壁上设置有与所述转子外毂相对应设置的有光栅读数头，用于测量电机转动的角度与转速；

电机前盖板里平面与隔磁铝板之间有前密闭水流腔，前密闭水流腔上有前腔进管和前腔出管，前腔进管和前腔出管分别穿越电机前盖板后外接到给排水系统；电机后盖板里平面与隔磁铝板之间有后密闭水流腔，后密闭水流腔上有后腔进管和后腔出管，后腔进管和后腔出管分别穿越电机后盖板后外接到给排水系统；

前盖空心轴上有空心轴法兰，空心轴法兰外侧有外轴承支撑圆和空心轴通孔，空心轴法兰内侧有空心轴台阶孔和空心轴调节台阶，空心轴调节台阶外圆与前盖轴承孔之间为过渡配合，空心轴调节台阶上有密封圈卡槽，密封圈卡槽上有空心轴密封圈，空心轴密封圈与前盖轴承孔之间构成静密封；电机外壳端面上有电机密封圈与电机前盖板之间构成静密封；空心轴台阶孔与空心轴通孔之间有机封拆卸槽。

本发明的有益效果在于：

1、本发明采用螺纹连接结构拆装、维护方便，特别是增设螺纹压力交换提升机泵，压力提升螺纹泵部分上的增压泵吸口与螺纹压力交换机部分上的增压中心排孔直接对准，不但结构紧凑，而且，低压提升泵仅需将占参与反渗透膜总工作量80.3%的预处理海水的压力提高到0.2兆帕(MPa)，就可完成与膜回流管中具有5.8兆帕(MPa)的被截流蓄压海水实现压力交换，确保盘式梯形磁电机仅需将占总工作量80.3%的预处理海水的压力再从5.8兆帕(MPa)提高到6.0兆帕(MPa)；占参与反渗透膜总工作量80.3%的预处理海水的分段提高中的压力差只有0.46兆帕(MPa)，节能效果明显；

穿透反渗透膜的获得淡水占参与反渗透膜总工作量20%，占参与反渗透膜总工作量20%的预处理海水经高压补充泵，从大气压力直接提高到6.0兆帕(MPa)；显然，增设螺纹压力交换提升机泵的反渗透膜海水淡化工程与没有螺纹压力交换提升机泵的反渗透膜海水淡化工程相比较，获取单位淡水的能耗降低30%左右。

2、增压泵叶轮上有叶轮台阶孔和叶轮花键孔，转轴外伸段外端有轴花键段，前盖空心轴穿越电机轴伸入孔位于内螺纹增压泵体蜗壳内，外轴承支撑圆上配合有无内圈轴承，无内圈轴承支撑着叶轮轴承毂，转轴外伸段穿越空心轴台阶孔，轴花键段与叶轮花键孔相互啮合将转轴外伸段扭矩传递给增压泵叶轮；上述结构实现了电机转轴以及前轴承和后轴承只需承受纯扭矩，而花键啮合所产生的径向力完全被无内圈轴承所承受，仅仅作用在前盖空心轴上，完全避免了电机转轴上的转轴外伸段承受径向力，提高了盘式梯形磁电机使用寿命；

螺纹压力交换机部分无需任何外来电器驱动和切换阀门等元件控制，凭借低压导入旋转坡面和蓄压导入旋转坡面与交换器转子的正向倾斜夹角，以及增压导出旋转坡面和蓄压导入旋转坡面与交换器转子的反向倾斜夹角，就能让螺纹压力交换机部分中唯一的运动件交换器转子自如旋转，完成压力交换通道A-M内流动方向切换，实现压力交换，避免了采用任何电器控制可能导致的意外事故发生。

3、高压补充泵进口与补水吸管之间串联有水平螺纹恒向流器，这种特殊设置，确保补充高压管里的6兆帕(MPa)的高压海水不会产生反向逆流，操作安全可靠。水平螺纹恒向流器内的摆转阀芯具备摆转灵敏，环形流道口与圆形流道口之间有变形四片流道相连通这种特殊设置，使得水平螺纹恒向流器整体部件中没有类似弹簧等任何阻碍零件，就能实现恒向流动功能，彻底消除了因补水吸管上的管路附件故障影响本发明发生故障的隐患。

4、低压提升泵进口与低压吸管之间串联有垂直螺纹恒向流器，垂直螺纹恒向流器内的直立阀芯上设置阀芯空腔壁，使得直立阀芯悬浮在垂直螺纹恒向流器之内，直立阀芯整体悬浮结构使之具备开启、关闭敏捷；阀芯环状孔与阀芯圆状孔之间有导流四叶支撑板相连通这种特殊设置，使得垂直螺纹恒向流器整体部件中没有类似弹簧等任何阻碍零件，就能实现恒向流动功能，彻底消除了因低压吸管上的管路附件故障影响本发明正常工作的隐患。

5、盘式梯形磁电机中的永磁体截面为等腰梯形，轴向磁场由内向外逐渐增大，避免磁场在内径处出现饱和，提高永磁体的利用效率。另外，由于定子铁心和转子铁心及永磁体之间形成有圆锥面气隙，增加气隙有效面积，更进一步提高了永磁体的利用效。

6、铜合金硬质耐磨涂层的外轴承支撑圆表面，组合氮化硅陶瓷的无内圈轴承，抗腐蚀性和耐磨性都比常规不锈钢材料要强20%以上。

附图说明

图1是本发明的整体流程图。

图2是螺纹压力交换提升机泵中的压力提升螺纹泵部分的剖面图。

图3是螺纹压力交换提升机泵中的螺纹压力交换机部分的剖面图。

图4是图3中螺纹压力交换机的工作原理示意图。

图5是图3中的X-X剖视图，图中省略了连接螺栓771。

图6是图3中的Y-Y剖视图，图中省略了连接螺栓771。

图7是图3中的交换器转子740立体局部剖面图。

图8是两种液体在交换器转子740中压力交换时，对图3中N-N至P-P范围内，以压力交换通道A-M中心为半径，沿着旋转圆周R展开的液体压力能量交换流程示意图。

图9是图8中的压力交换通道A-M旋转1/12圈时，也就是旋转了一个通道位置时，各通道内部的两种液体所处位置。

图10是图8中的压力交换通道A-M旋转2/12圈时各通道内的两种液体所处位置。

图11是图8中的压力交换通道A-M旋转3/12圈时各通道内的两种液体所处位置。

图12是图8中的压力交换通道A-M旋转4/12圈时各通道内的两种液体所处位置。

图13是图8中的压力交换通道A-M旋转5/12圈时各通道内的两种液体所处位置。

图14是图8中的压力交换通道A-M旋转6/12圈时各通道内的两种液体所处位置。

图15是图8中的压力交换通道A-M旋转7/12圈时各通道内的两种液体所处位置。

图16是图8中的压力交换通道A-M旋转8/12圈时各通道内的两种液体所处位置。

图17是图8中的压力交换通道A-M旋转9/12圈时各通道内的两种液体所处位置。

图18是图8中的压力交换通道A-M旋转10/12圈时各通道内的两种液体所处位置。

图19是图8中的压力交换通道A-M旋转11/12圈时各通道内的两种液体所处位置。

图20是图2中的转轴外伸段246与叶轮轴承毂290所处部位的大剖面示意图。

图21是图20中的台阶防松螺钉274所处部位仰视图。

图22是图20中的前盖空心轴280单独放大图。

图23是图20中的叶轮轴承毂290省略放大图。

图24是图2中的电机外壳210的剖面示意图。

图25是图2中的电机前盖板220单独放大图。

图26是图2中的电机后盖板230单独放大图。

图27是图1中的垂直螺纹恒向流器724过轴心线的剖面图（正向流通状态）。

图28是图27中的垂直螺纹恒向流器724处于反向截止状态。

图29是图27中的S-S剖视图。

图30是图27或图28中的直立阀芯110。

图31是图27或图28中的圆筒管120。

图32是图1中的水平螺纹恒向流器713过轴心线的剖面图正向流通状态。

图33是图32中的水平螺纹恒向流器713处于反向截止状态。

图34是图32中W-W剖视图。

图35是图32或图33中的螺纹接头阀体630立体图。

图36是图32中的摆转阀芯620立体图展现环形流道口622。

图37是图33中的摆转阀芯620立体图展现圆形流道口621。

图38是图1中的增压内螺纹接头743部位的剖面放大图。

具体实施方式

结合附图和实施例对本发明的结构和工作原理以及在反渗透海水淡化系统中的应用作进一步阐述：

图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图20、图27、图32和图38中，铜合金盘式梯形磁电机螺纹接头淡水发生器，包括海水预处理池703、低压吸管711、低压提升泵722、补水吸管712、高压补充泵714、管路三通769、反渗透膜720以及螺纹压力交换提升机泵，反渗透膜720两侧分别为膜进水腔718和膜出水腔728，螺纹压力交换提升机泵上有增压内螺纹接头743、卸压螺纹接头746、低压螺纹接头747和蓄压螺纹接头749，蓄压螺纹接头749与膜进水腔718之间由膜回流管727连接，膜出水腔728连接着淡化水出管729，膜进水腔718与管路三通769右口之间由高压海水进管719连接，增压内螺纹接头743与管路三通769下口之间由转换高压管717连接，补充高压管716两端分别与管路三通769左口以及水平螺纹恒向流器713出口密闭连接，高压补充泵714串联在补充高压管716上；低压管路723两端分别与低压螺纹接头747以及垂直螺纹恒向流器724出口密闭连接，低压提升泵722串联在低压管路723上，卸压螺纹接头746连接着排泄管路726；作为改进：

所述的增压内螺纹接头743与转换高压管717下端头外螺纹密封连接固定，所述的低压提升泵722进口与所述的低压吸管711之间串联有垂直螺纹恒向流器724，所述的高压补充泵714进口与所述的补水吸管712之间串联有水平螺纹恒向流器713，所述的螺纹压力交换提升机泵由压力提升螺纹泵部分和螺纹压力交换机部分所组成，压力提升螺纹泵由盘式梯形磁电机710驱动；

所述的螺纹压力交换机部分包括交换器转子740、交换器外筒779以及预处理水端盖745和截留水端盖754，交换器转子740上有转子两端面924和转子外圆821，转子外圆821与交换器外筒779内圆之间为可旋转滑动配合，交换器转子740上有圆周环状布置的压力交换通道A-M以及转子中心通孔825；

预处理水端盖745外圆上有所述的低压螺纹接头747，预处理水端盖745外端面上有增压法兰盘773和增压中心排孔732，预处理水端盖745内端面上有低压导入旋转坡面922和增压导出旋转坡面912以及增压盖螺孔774；低压螺纹接头747与低压导入旋转坡面922之间由低压流道742连通，增压中心排孔732与增压导出旋转坡面912之间由增压流道741连通；

截留水端盖754外圆上有所述的蓄压螺纹接头749，截留水端盖754外端面上有卸压螺纹接头746，截留水端盖754内端面上有卸压导出旋转坡面522和蓄压导入旋转坡面512以及泄压盖螺孔775；蓄压螺纹接头749与蓄压导入旋转坡面512之间由蓄压流道751连通，卸压螺纹接头746与卸压导出旋转坡面522之间由泄压流道752连通；

连接螺栓771间隙配合贯穿转子中心通孔825，连接螺栓771两端分别与所述的增压盖螺孔774以及所述的泄压盖螺孔775连接固定，交换器外筒779两端与所述的截留水端盖754内端面以及预处理水端盖745内端面之间为密闭固定，转子两端面924分别与所述的截留水端盖754内端面以及预处理水端盖745内端面之间有0.01至0.03毫米的间隙；

所述的压力提升螺纹泵部分包括内螺纹增压泵体730和增压泵叶轮770，且与所述的盘式梯形磁电机710组成一体，内螺纹增压泵体730内腔上有蜗壳出口凸台744，蜗壳出口凸台744上有所述的增压内螺纹接头743，内螺纹增压泵体730前端面分别有增压泵吸口731和整体固定螺孔772，增压法兰盘773上有通孔与整体固定螺孔772相对应，紧固螺钉穿越增压法兰盘773上的通孔与整体固定螺孔772配合，将所述的增压中心排孔732对准增压泵吸口731；

内螺纹增压泵体730上有泵体后端面200，泵体后端面200上分别有电机轴伸入孔285和电机固定螺孔204，电机前盖板220外缘有前盖板法兰201，前盖板法兰201上有前盖板通孔207，前盖板法兰201与泵体后端面200之间有电机密封垫片202，六颗电机法兰螺钉205依次穿越前盖板通孔207和电机密封垫片202上的密封垫通孔后与电机固定螺孔204连接紧固；

电机前盖板220固定在电机固定螺孔204上，电机前盖板220上固定有前盖空心轴280，前盖空心轴280上有空心轴台阶孔284和外轴承支撑圆289，空心轴台阶孔284与转轴外伸段246之间有机封组件248；

增压泵叶轮770上有叶轮轴承毂290，前盖空心轴280穿越电机轴伸入孔285位于内螺纹增压泵体730蜗壳内，外轴承支撑圆289上配合有无内圈轴承260，无内圈轴承260支撑着叶轮轴承毂290，转轴外伸段246穿越空心轴台阶孔284，转轴外伸段246将扭矩传递给增压泵叶轮770；

所述的外轴承支撑圆289表面有一层厚度为0.63毫米的铜合金硬质耐磨涂层；铜合金硬质耐磨涂层的材料由如下重量百分比的元素组成：Cu: 14%、Mo: 3.8%、W:3.3%、Ti:2.7%、Cr: 2.6%、Nb: 2.5%、C:1.2%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：P为0.05%、Sn为0.04%、 Si为0.17%、 Mn为0.024%、 S为0.009%、 P为0.014%；铜合金硬质耐磨涂层的材料主要性能参数为：洛氏硬度HRC值为60；

所述的无内圈轴承260整体材质为氮化硅陶瓷，以Si₃N₄ (四氮化三硅)为基料，配以矿化剂MgO(氧化镁)、BaCO₃(碳酸钡)及结合粘土组成，并且其各组分的重量百分比含量为Si₃N₄:93.5%； MgO:2.68%； BaCO₃:2.72%；其余为结合粘土。

作为进一步改进：图2、图20、图21、图22、图23、图24、图25和图26中，所述的盘式梯形磁电机710包括电机外壳210、电机前盖板220、电机后盖板230、电机转轴240、电机转子250以及前定子251和后定子252，电机前盖板220和电机后盖板230分别固定连接在电机外壳210前后两端面上，电机前盖板220里侧和电机后盖板230里侧均固定有隔磁铝板223，电机前盖板220上的隔磁铝板223里侧固定有前定子251，电机后盖板230上的隔磁铝板223里侧固定有后定子252，电机转子250固定在电机转轴240上，电机转子250位于前定子251与后定子252之间且两侧都有气隙，电机转轴240通过前轴承225和后轴承235分别支撑在电机前盖板220和电机后盖板230上；

前定子251和后定子252均由定子铁心226和电枢绕组222所组成，电机转子250由转子铁心211和永磁体212所组成，所述永磁体212安装在相邻转子铁心211之间，所述永磁体212沿圆周方向均匀插装在转子支架232内；转子铁心211和永磁体212的径向外侧设置有转子外毂213，转子外毂213起到紧固转子铁心211和永磁体212的作用，转子外毂213外表面上设置有圆光栅片286，电机外壳210的机壳内壁219上设置有与所述转子外毂213相对应设置的有光栅读数头255，用于测量电机转动的角度与转速；

电机前盖板220里平面与隔磁铝板223之间有前密闭水流腔278，前密闭水流腔278上有前腔进管217和前腔出管218，前腔进管217和前腔出管218分别穿越电机前盖板220后外接到给排水系统；电机后盖板230里平面与隔磁铝板223之间有后密闭水流腔279，后密闭水流腔279上有后腔进管237和后腔出管236，后腔进管237和后腔出管236分别穿越电机后盖板230后外接到给排水系统；

前盖空心轴280上有空心轴法兰807，空心轴法兰807外侧有外轴承支撑圆289和空心轴通孔804，空心轴法兰807内侧有空心轴台阶孔284和空心轴调节台阶882，空心轴调节台阶882外圆与前盖轴承孔224之间为过渡配合，空心轴调节台阶882上有密封圈卡槽809，密封圈卡槽809上有空心轴密封圈209，空心轴密封圈209与前盖轴承孔224之间构成静密封；电机外壳210端面上有电机密封圈208与电机前盖板220之间构成静密封；空心轴台阶孔284与空心轴通孔804之间有机封拆卸槽808，便于专用工具拆卸机封组件248。

作为进一步改进：图27、图28、图29、图30和图31中，所述的垂直螺纹恒向流器724包括螺纹头下半球壳190、螺纹头上半球壳180、圆筒管120和直立阀芯110，圆筒管120上有圆管外圆123和圆管内圆121以及圆管上端面128和圆管下端面129，

螺纹头下半球壳190上有八角下凸缘198和下内半球面196以及圆孔进口管195，圆孔进口管195下端有内螺纹下接头191，内螺纹下接头191上有接头下密封锥面192，

螺纹头上半球壳180上有八角上凸缘189和上内半球面187以及圆孔出口管185，圆孔出口管185上端有内螺纹上接头181，内螺纹上接头181上有接头上密封锥面182，

所述的八角下凸缘198和所述的八角上凸缘189之间有八组阀壳螺栓螺母组140密闭固定；

低压吸管711上端有外螺纹接头与内螺纹下接头191螺旋紧固配合，在接头下密封锥面192之处构成密闭密封；低压管路723下端有外螺纹接头与内螺纹上接头181螺旋紧固配合，在接头上密封锥面182之处构成密闭密封；

所述的下内半球面196上有下凹圆槽193和凹槽下底平面194，下凹圆槽193内圆与所述的圆管外圆123之间为过渡配合，凹槽下底平面194与圆管下端面129之间为密封接触；所述的上内半球面187上有上凹圆槽183和凹槽上底平面184，上凹圆槽183内圆与所述的圆管外圆123之间为过渡配合，凹槽上底平面184与圆管上端面128之间为密封接触；

所述的直立阀芯110上有阀芯外圆112、阀芯空腔壁111、阀芯下球面115和阀芯上球面117，阀芯下球面115上有阀芯环状孔119，阀芯上球面117上有阀芯圆状孔118，阀芯外圆112内侧为外圆内侧壁113；

所述的圆管内圆121与阀芯外圆112之间为活动配合；阀芯下球面115曲面半径与所述的下内半球面196曲面半径相同可吻合，所述的阀芯上球面117曲面半径与所述的上内半球面187曲面半径相同可吻合；所述的阀芯圆状孔118与所述的阀芯环状孔119之间由变形四叶流道157相贯通，所述的变形四叶流道157上有导流四叶支撑板114；所述的导流四叶支撑板114内侧面固定连接在所述的阀芯空腔壁111上，所述的导流四叶支撑板114外侧面固定连接在所述的外圆内侧壁113上；所述的阀芯空腔壁111下端连接着阀芯下球面115，阀芯下球面115中心上有工艺螺孔151，内六角堵塞154上有堵塞外螺纹152，堵塞外螺纹152与工艺螺孔151之间密闭配合形成阀芯内空腔156。

所述的导流四叶支撑板114上的单叶厚度为所述的阀芯圆状孔118直径的1/16至1/18，所述的导流四叶支撑板114长度为330至350毫米；所述的阀芯上球面117上有阀芯上密封槽177固定着阀芯上密封环178，所述的阀芯上密封槽177直径大于所述的阀芯圆状孔118内径，所述的阀芯圆状孔118内径与所述的圆孔出口管185内径相等；所述的阀芯下球面115上有阀芯下密封槽155，阀芯下密封槽155固定着阀芯下密封环159，所述的阀芯下密封槽155直径比所述的阀芯环状孔119内环直径小22毫米，所述的阀芯下密封槽155直径比所述的圆孔进口管195流道直径大44毫米。

作为进一步改进：图32、图33、图34、图35、图36和图37中，所述的水平螺纹恒向流器713包括圆柱轴610、摆转阀芯620、螺纹接头阀体630、紧固螺钉670和外端盖690，所述的螺纹接头阀体630上有阀体侧平面636、阀体进口平面硬质层638和阀体出口平面硬质层639以及出口弯管631和进口弯管632；出口弯管631和进口弯管632外端都有内螺纹头635，内螺纹头635上有连接内螺纹637以及螺纹密封锥面634；所述的补水吸管712右端头上的外螺纹接头与进口弯管632上的内螺纹头635以及连接内螺纹637和螺纹密封锥面634连接，构成进口螺旋密封固定；所述的补充高压管716左端头上的外螺纹接头与出口弯管631上的内螺纹头635以及连接内螺纹637和螺纹密封锥面634连接，构成出口螺旋密封固定；

所述的出口弯管631内端连接着阀体进口平面硬质层638，所述的进口弯管632内端连接着阀体出口平面硬质层639；所述的阀体进口平面硬质层638和阀体出口平面硬质层639的上边缘与阀体扇形凹弧面663相连接，所述的阀体进口平面硬质层638和阀体出口平面硬质层639的下边缘与阀体圆凹弧面662相连接，两侧的阀体侧平面636上各有螺钉孔627；两只所述的外端盖690上有与所述的螺钉孔627相对应的端盖沉孔697；所述的紧固螺钉670穿过所述的端盖沉孔697与所述的螺钉孔627紧固相配合，将所述的外端盖690的端盖内平面698与所述的阀体侧平面636紧贴密闭；

两只所述的外端盖690上的外盖轴孔691，外盖轴孔691上有定轴密封圈槽659，定轴密封圈槽659确保外盖轴孔691与所述的圆柱轴610两端密封配合；

所述的摆转阀芯620包括阀芯扇形柱体625和阀芯圆管体682，阀芯圆管体682上有圆管两端面689和阀芯圆柱孔681，阀芯圆柱孔681与所述的圆柱轴610外圆可旋转滑动配合，圆管两端面689与端盖内平面698之间为间隙配合；

阀芯扇形柱体625上有阀芯两侧面685、阀芯扇形凸弧面683以及阀芯进口端平面628和阀芯出口端平面629，阀芯进口端平面628上有环形流道口622和进口面密封圈槽652，阀芯出口端平面629上有圆形流道口621和出口面密封圈槽651；

所述的环形流道口622与所述的圆形流道口621之间有变形四片流道688相连通；所述的变形四片流道688所包容的变流道锥体624部分与所述的阀芯扇形柱体625之间有连接三片筋644相连接，所述的连接三片筋644的单叶厚度为圆形流道口621直径的1/15。

实施例中：

一、空心轴调节台阶882外圆与外轴承支撑圆289之间具有六级公差精度的同轴度关系；电机前盖板220外侧面上有前盖凹台面229，前盖凹台面229上有六个前盖螺孔227，空心轴法兰807上有六个空心轴枕孔805与前盖螺孔227相对应；空心轴螺钉228穿越空心轴枕孔805与前盖螺孔227相配合，将前盖空心轴280固定在前盖凹台面229上；前盖凹台面229与前盖轴承孔224之间具有六级公差精度的垂直度关系；空心轴调节台阶882内端伸入前盖轴承孔224并抵住前轴承225；前盖空心轴280外端与叶轮轴承毂290之间有一只无内圈轴承260；

电机后盖板230上有后盖轴承孔234，电机后盖板230上装有轴承后盖233，轴承后盖233通过螺钉固定在电机后盖板230上，轴承后盖233内端伸入后盖轴承孔234并抵住后轴承235；电机后盖板230上的后盖轴承孔234外侧面上有后盖凹台面275，后盖凹台面275上有六个后盖螺孔265，轴承后盖233上有六个后盖通孔与后盖螺孔265相对应；轴承盖螺钉267穿越后盖通孔与后盖螺孔265相配合，将电机后盖板230固定在后盖凹台面275上；后盖凹台面275与后盖轴承孔234之间具有七级公差精度的垂直度关系。

叶轮轴承毂290里端面有叶轮台阶孔296，叶轮台阶孔296底面上有叶轮花键孔294，叶轮轴承毂290外端面上有防松螺孔297，叶轮台阶孔296上有台阶孔退刀槽293和叶轮卡槽298，叶轮卡槽298中活动配合有叶轮孔用卡环291，叶轮台阶孔296底角位置上放置有叶轮调节圈292，轴承外圆269两端分别贴着叶轮孔用卡环291和叶轮调节圈292；

无内圈轴承260由轴承外圆269和圆柱滚针268所组成，轴承外圆269外圆固定在叶轮台阶孔296内，圆柱滚针268位于轴承外圆269与外轴承支撑圆289之间；

叶轮花键孔294与轴花键段249之间为花键齿圆周啮合的轴向可滑动配合，轴花键段249的外端面上有轴端螺孔247，轴端螺孔247上配合有台阶防松螺钉274，台阶防松螺钉274限制着轴向定位挡圈270的轴向位移，轴向定位挡圈270外缘部位固定在叶轮花键孔294外端平面上，继而限制了叶轮轴承毂290相对于轴花键段249的轴向位移；轴向定位挡圈270外侧面上有防松挡片271，防松挡片271与轴向定位挡圈270一起，被挡圈螺钉277固定在叶轮花键孔294外端平面上；台阶防松螺钉274的螺脑上有两平行挡边273，防松挡片271上有挡片拐角边272，挡片拐角边272紧贴着两平行挡边273上的任意一平边上。

二、本发明的盘式梯形磁电机710以及关键部件组装过程如下：

（一）、盘式梯形磁电机710组装

所述转子铁心211和永磁体212在垂直于电机旋转方向上的截面为等腰梯形，放置在前、后两个定子铁心226之间，其斜边分别与所述两个定子铁心226的平行四边形截面的斜边平行并沿轴向对齐，在所述转子铁心211和永磁体212与两个定子铁心226之间均形成圆锥面形状的气隙；

电机转轴240上最大直径处为轴平键段288、轴平键段288两侧分别为轴后轴承段243和轴前轴承段245，轴前轴承段245外侧有转轴外伸段246，转轴外伸段246外端有轴花键段249；

电机前盖板220的前盖轴承孔224上固定着前轴承225外圆，前轴承225内孔固定着电机转轴240的轴前轴承段245；电机后盖板230的后盖轴承孔234上固定着后轴承235外圆，后轴承235内孔固定着轴后轴承段243。

电机外壳210外壁上有接线盒，电缆线穿越接线盒并连接到外接控制电源；转子支架232内孔固定连接在轴平键段288处且有平键214传递扭矩。

八颗前盖螺钉221穿越电机前盖板220上的前盖壳孔239将电机前盖板220固定在电机外壳210前端面，八颗后盖螺钉231穿越电机后盖板230上的后盖壳孔238将电机后盖板230固定在电机外壳210后端面。

(二)、螺纹接头管路连接：

（1）、增压内螺纹接头743连接，将转换高压管717左端外螺纹与蜗壳出口凸台744上的内螺纹上分别涂上环氧树脂，配对连接，使得转换高压管717与蜗壳出口凸台744之间构成静止密闭固定；

（2）、与增压内螺纹接头743连接方式一样，分别将卸压螺纹接头746、低压螺纹接头747和蓄压螺纹接头749与其所在位置两侧的管路进行螺纹连接，使得排泄管路726与泄压流道752连通之间构成静止密封固定、低压管路723与低压流道742连通之间构成静止密封固定、膜回流管727与蓄压流道751连通之间构成静止密封固定；

(三)、关键部件组装步骤：

(1)前盖空心轴280安装：

将空心轴调节台阶882与电机前盖板220上的前盖轴承孔224近外端处过渡配合，并用空心轴螺钉228穿越前盖空心轴280上的空心轴枕孔805与电机前盖板220上的前盖螺孔227相配合，将空心轴法兰807与电机前盖板220上的前盖凹台面229紧贴固定，使得空心轴台阶孔284与转轴外伸段246外轮廓之间具有高精度同轴度来固定机封组件248。同时，前盖空心轴280上的空心轴通孔804与电机转轴240的转轴外伸段246外轮廓之间有1.115毫米的旋转空隙。

(2）安装无内圈轴承260：

无内圈轴承260选用RNA型分离式无内圈轴承。

先将叶轮调节圈292间隙配合放入叶轮台阶孔296之中并越过台阶孔退刀槽293贴在轴承毂孔底面295上；再将无内圈轴承260上的轴承外圆269微微过盈配合压入叶轮轴承毂290上的叶轮台阶孔296之中，再将叶轮孔用卡环291用专用工具放入叶轮卡槽298内，使得轴承外圆269两侧分别贴着叶轮孔用卡环291和叶轮调节圈292。

(3)叶轮轴承毂290与电机转轴240之间的连接：

将固定在叶轮轴承毂290上的轴承外圆269连同圆柱滚针268一起套入固定在外轴承支撑圆289上一部分，转动增压泵叶轮770，使得叶轮轴承毂290上的叶轮花键孔294与轴花键段249对准相配合，继续推压叶轮轴承毂290，使得轴承外圆269上的圆柱滚针268整体与外轴承支撑圆289完全相配合；

先取用台阶防松螺钉274穿越轴向定位挡圈270中心孔后与电机转轴240上的轴端螺孔247相配合，使得轴向定位挡圈270在台阶防松螺钉274上的两平行挡边273与轴花键段249外端面之间有一毫米轴向自由量；

再用五颗挡圈螺钉277穿越轴向定位挡圈270上的定位挡圈通孔后与叶轮轴承毂290上的防松螺孔297相配合，将轴向定位挡圈270也紧固在叶轮轴承毂290外端面上；

最后用一颗挡圈螺钉277依次穿越防松挡片271上的通孔和轴向定位挡圈270上的定位挡圈通孔后也与叶轮轴承毂290上的防松螺孔297相配合，使得防松挡片271上的挡片拐角边272对准两平行挡边273上的任意一平边上，起到防松作用。

三、螺纹压力交换机工作原理：

图8至图19中，交换器转子740采用在旋转圆周R位置上布置了压力交换通道A-M，分别是：通道A、通道B、通道C、通道D、通道E、通道F、通道G、通道H、通道J、通道K、通道L、通道M, 相邻的两个通道之间有隔离筋板262作隔离；凭借低压导入旋转坡面922和蓄压导入旋转坡面512与交换器转子740端面的正向倾斜夹角，以及增压导出旋转坡面912和卸压导出旋转坡面522与交换器转子740端面的反向倾斜夹角，就能让螺纹压力交换机部分中唯一的运动件交换器转子740自如旋转，交换器转子740以每秒20转旋转，完成压力交换通道A-M内流动方向切换，实现压力交换。

当压力交换通道A-M内的预处理海水和截流蓄压海水一起分别处于与低压流道742和泄压流道752相同位置时，0.2兆帕(MPa)的预处理海水推着大气压力的截流蓄压海水向下流入泄压流道752之中；

当压力交换通道A-M内的预处理海水和截流蓄压海水一起分别处于与增压流道741和蓄压流道751相同位置时，5.8兆帕(MPa)的截流蓄压海水推着预处理海水，向上注入增压中心排孔732；被交换压力具备5.8兆帕(MPa)的预处理海水由增压泵吸口731被增压泵叶轮770吸入并经离心力增压到6.0兆帕(MPa)依次流经蜗壳出口凸台744和增压内螺纹接头743，最终并入高压海水进管719。

四、反渗透海水淡化工程工作过程：

低压吸管711和补水吸管712均插入到预处理池水表面721下方20厘米，启动高压补充泵714，由补水吸管712吸取海水预处理池703中的预处理海水，依次经补充高压管716、管路三通769和高压海水进管719后，注入到膜进水腔718之中直接参与渗透膜海水淡化；

当膜进水腔718中的预处理海水的压力达到6.0兆帕(MPa)时，其中80.3%的截流蓄压海水被反渗透膜720截流，其中20%的处理淡水穿透反渗透膜720，进入膜出水腔728之中，经淡化水出管729输送到淡水储备待用区域；

未能穿越反渗透膜720的80.3%的截流蓄压海水经膜回流管727，通过蓄压螺纹接头749进入到蓄压流道751位置，参与到压力交换通道A-M之中下半部的截流蓄压海水经历波浪式上升和下降，泄压后随着交换器转子740旋转至泄压流道752位置，流经卸压螺纹接头746，从排泄管路726排放掉或送到下游处理程序；

与此同时，启动低压提升泵722，由低压吸管711吸取海水预处理池703中的预处理海水，依次经低压管路723和低压螺纹接头747后，注入到低压流道742位置，参与到压力交换通道A-M之中上半部的预处理海水经历波浪式上升和下降，增压后随着交换器转子740旋转至增压流道741位置，依次流经增压内螺纹接头743和管路三通769，并入高压海水进管719后，注入到膜进水腔718之中直接参与渗透膜海水淡化。

由于交换器转子740以每秒20转旋转，压力交换通道A-M之中的预处理海水与截流蓄压海水之间接触面会产生掺混，经测试得知掺混量只占参与反渗透膜720总工作量1%。增设螺纹压力交换提升机泵，将未能穿越反渗透膜720的80.3%的截流蓄压海水得到有效回收利用，达到节能减排的效果。

五、本发明上述突出的实质性特点，确保能带来如下显著的进步效果：

1、本发明采用螺纹连接结构拆装、维护方便，特别是增设螺纹压力交换提升机泵，压力提升螺纹泵部分上的增压泵吸口731与螺纹压力交换机部分上的增压中心排孔732直接对准，不但结构紧凑；增设螺纹压力交换提升机泵的反渗透膜海水淡化工程与没有螺纹压力交换提升机泵的反渗透膜海水淡化工程相比较，获取单位淡水的能耗降低30%左右。

2、增压泵叶轮770上有叶轮台阶孔296和叶轮花键孔294，转轴外伸段246外端有轴花键段249，前盖空心轴280穿越电机轴伸入孔285位于内螺纹增压泵体730蜗壳内，外轴承支撑圆289上配合有无内圈轴承260，无内圈轴承260支撑着叶轮轴承毂290，转轴外伸段246穿越空心轴台阶孔284，轴花键段249与叶轮花键孔294相互啮合将转轴外伸段246扭矩传递给增压泵叶轮770；上述结构实现了电机转轴240以及前轴承225和后轴承235只需承受纯扭矩，而花键啮合所产生的径向力完全被无内圈轴承260所承受，仅仅作用在前盖空心轴280上，完全避免了电机转轴240上的转轴外伸段246承受径向力，提高了盘式梯形磁电机710使用寿命；

螺纹压力交换机部分无需任何外来电器驱动和切换阀门等元件控制，凭借低压导入旋转坡面922和蓄压导入旋转坡面512与交换器转子740的正向倾斜夹角，以及增压导出旋转坡面912和蓄压导入旋转坡面512与交换器转子740的反向倾斜夹角，就能让螺纹压力交换机部分中唯一的运动件交换器转子740自如旋转，完成压力交换通道A-M内流动方向切换，实现压力交换，避免了采用任何电器控制可能导致的意外事故发生。

3、高压补充泵714进口与补水吸管712之间串联有水平螺纹恒向流器713，这种特殊设置，确保补充高压管716里的6兆帕(MPa)的高压海水不会产生反向逆流，操作安全可靠。水平螺纹恒向流器713内的摆转阀芯620具备摆转灵敏，环形流道口622与圆形流道口621之间有变形四片流道688相连通这种特殊设置，使得水平螺纹恒向流器713整体部件中没有类似弹簧等任何阻碍零件，就能实现恒向流动功能，彻底消除了因补水吸管712上的管路附件故障影响本发明发生故障的隐患。

4、低压提升泵722进口与低压吸管711之间串联有垂直螺纹恒向流器724，垂直螺纹恒向流器724内的直立阀芯110上设置阀芯空腔壁111，使得直立阀芯110悬浮在垂直螺纹恒向流器724之内，直立阀芯110整体悬浮结构使之具备开启、关闭敏捷；阀芯环状孔119与阀芯圆状孔118之间有导流四叶支撑板114相连通这种特殊设置，使得垂直螺纹恒向流器724整体部件中没有类似弹簧等任何阻碍零件，就能实现恒向流动功能，彻底消除了因低压吸管711上的管路附件故障影响本发明正常工作的隐患。

5、盘式梯形磁电机710中的永磁体212截面为等腰梯形，轴向磁场由内向外逐渐增大，避免磁场在内径处出现饱和，提高永磁体212的利用效率。另外，由于定子铁心226和转子铁心211及永磁体212之间形成有圆锥面气隙，增加气隙有效面积，更进一步提高了永磁体212的利用效。

6、铜合金硬质耐磨涂层的外轴承支撑圆289表面，组合氮化硅陶瓷的无内圈轴承260，抗腐蚀性和耐磨性都比常规不锈钢材料要强20%以上。